UNIVERZITA PARDUBICE Fakulta chemicko-technologická Katedra polygrafie a fotofyziky Poèítaèová grafika v pøedtiskových operacích Ing. Miroslav Fribert, Dr. Polygrafické sešity 3 (1998)
OBSAH 1. Technické prostøedky poèítaèové grafiky...3 2. Programové produkty poèítaèové grafiky....8 3. Polotóny, tisk šedých úrovní...14 4. Poèítaèové zpracování grafických prvkù tiskové stránky...18 5. Základní atributy textu, vlastnosti PostScriptu...23 6. Formáty grafických dat...27 7. Dvojrozmìrné transformace...31 8. Základní grafické prvky...36 9. Kreslení køivek...40 10. Oøezávání a vyplòování oblastí....43 11. Zpracování rastrových obrazù...48 12. Filtrace šumu a zaostøování obrazu....52
1. Technické prostøedky poèítaèové grafiky Výpoèetní systémy Kdy pøedstavila firma INTEL v roce 1971 svùj první mikroprocesor I 4004, nikdo netušil, e tento vynález zmìní budoucnost celého prùmyslového svìta. Byl poloen základ k tomu, aby velké, drahé a sloité sálové poèítaèe (mainfraimy) byly postupnì modifikovány na stroje s øádovì menšími rozmìry a energetickými pøíkony a s výraznì vyššími výpoèetními výkony. Tyto poèítaèe pracující na nìkolika odlišných platformách pronikly naprosto nekompromisnì do všech odvìtví lidské èinnosti a výraznì zmìnily dosavadní zpùsoby práce a myšlení. A mìly samozøejmì také zásadní vliv na oblast zpracování grafických dat a oblast zpracování publikací. Kdy pomineme superpoèítaèe a ze scény pomalu, ale jistì ustupující sálové poèítaèe, zùstávají tøi poèítaèové platformy vhodné pro oblast poèítaèové grafiky a DTP: poèítaèe na bázi IBM PC mnoha výrobcù (IBM,Compaq,Hewlett Packard a další) s operaèním systémem Windows poèítaèe MACINTOSH firmy Apple Computer s operaèními systémy Mac OS poèítaèe (pracovní stanice-workstations) zaloené na pùvodních procesorech RISC od rùzných výrobcù (IBM, Sun, Digital, Silicon Graphics a další) s operaèními systéy Unix a jejich klony. Poèítaèe PC Architektura a operaèní systém tìchto poèítaèù jsou zaloeny na pùvodním IBM PC, který byl uveden na trh v roce 1981. Všechny tyto poèítaèe pouívají mikroprocesory firmy INTEL Pentium III a IV, nebo jejich klony. V souèasné dobì jsou nejprodávanìjšími poèítaèe PC s procesory s taktovacími frekvencemi1ghz-2ghz. Uvedu pøíklad základních parametrù výkonného poèítaèe s procesorem Pentium z poloviny roku 2001: Procesor PentiumIII 1.5GHz 64-256MB RAM Sbìrnice PCI Videokarta 32MB HD 10GB-40GB SCSI, FD 3,5 palce 1,44MB CD ROM 48x ZIP 100 Mb Nejvìtší pøedností platformy PC je relativnì nízká cena a z toho vyplývající velké mnoství instalovaných systémù a velké mnoství vytvoøených aplikací. Nejvìtším nedostatkem byla v minulosti omezení zpùsobená dodrováním kompatibility se staršími verzemi. Jednalo se pøedevším o problémy rozšiøování operaèní pamìti a víceúlohového reimu a nìkteré další. I kdy Windows 95 a jeho následovníci a také pouití GUI (grafického uivatelského rozhraní) tyto nedostatky vyøešily, je systém Windows dost citlivý na ménì korektní manipulace a tím také ménì spolehlivý. Následující»padání«systému je pøedevším v oblasti zpracování grafiky zásadním nedostatkem. 3
Poèítaèe Macintosh Firma APPLE COMPUTER byla zaloena v roce 1976. Bìhem velmi krátké doby se v oblasti osobních poèítaèù dostala mezi firmy s nejvìtším roèním obratem. Poèítaèe Macintosh byly od zaèátku vyvíjeny nezávisle na platformì IBM PC a vyhnuly se tak jejich nejvìtšímu problému zachovávání kompatibility s pøedchozími verzemi a tím také problémùm s rozšiøováním a rozvíjením výkonnìjších typù poèítaèù. A do nedávné doby byly poèítaèe Macintosh díky dobrému operaènímu systému s pøíjemným grafickým uivatelským rozhraním, snadným rozšiøováním pamìti a jednoduchostí spojování do sítí výhodnìjší pro mnohé aplikace ne poèítaèe platformy IBM PC. Osvìdèily se pøedevším v oblasti grafiky a DTP. Zároveò však byly výraznì draší a tím také ménì rozšiøované ne poèítaèe PC. V souèasné dobì se výkony a ceny poèítaèù obou platforem, pøedevším v oblasti grafických aplikací, v podstatì srovnaly. Uvedu typickou konfiguraci poèítaèe typu Macintosh Power G3 z poloviny roku 1999. Procesor POWER G3 450MHz 64-256 MB RAM Sbìrnice PCI HD 12 GB ATA, ZIP 100 MB CD Rom 24 x VideoRAM 32 MB Rozhraní SCSI, AppleTalk, Ethernet Nejvìtší pøedností poèítaèù Macintosh je jeho spolehlivý operaèní systém (v roce 1999 MAC-OS 8) s grafickým uivatelským rozhraním, jednoduchým ovládáním a snadným rozšiøováním pamìti. Další pøedností je pøipojování dalších poèítaèù MAC a PC do heterogenních sítí pøes rozhraní AppleTalk a EtherTalk. Hlavním nedostatkem bylo jisté ustrnutí ve vývoji, co mìlo za následek srovnání výkonù poèítaèù Macintosh a posledních sestav PC s operaèním systémem Windows NT. Oèekávání splnila a v posledních letech spolupráce firem Apple Computer s firmami IBM a Motorola na vývoji procesorù Power PC a novém procesorù G3 a G4, které pøinesly radikální zvýšení výkonu v pøijatelných cenových hladinách (na rozdíl od vìtšiny poèítaèù zaloených na technologii RISC) a získání urèitého náskoku pøed konkurencí. V uvedené dobì se firma APPLE Computer dostala do znaèných ekonomických potíí díky nìkterým chybám v øízení spoleènosti. Pøesto, e nabízí velmi výkonné a spolehlivé stroje, ocitla se její ekonomika v èervených èíslech. Díky navázané spolupráci s firmou Microsoft a návratu zakladatele firmy Steve Jobse se zdá, e by se opìt mohla dostat na výsluní i v ekonomické oblasti. Poèítaèe zaloené na technologii RISC Architektura RISC (Reduced Instruction Set Computing) reprezentuje procesory s omezeným souborem instrukcí (na rozdíl od architektury CISC). Princip èinnosti RISC procesoru je zaloen na poznatku, e pøi bìném zpracování dat se s vìtší èetností pouívá jen malá èást instrukèního souboru procesoru. Z toho vznikla myšlenka realizovat v procesoru jen jednodušší instrukce, pøièem sloitìjší instrukce se realizují programovì. Architektura procesoru s omezeným souborem instrukcí je zákonitì jednodušší, ne u procesorù s architekturou CISC. Vyuitím této skuteènosti je moné do riskového procesoru implementovat technologie pro výrazné zvýšení jeho výkonu. Nejpouívanìjší jsou paralelní zpracování a zøetìzování instrukcí. Tímto zpùsobem se výkon procesoru mùe zvýšit a o øád oproti nejvýkonnìjším procesorùm CISC. Nejznámìjší riskové procesory jsou R7000 firmy Mips, procesory SPARC firmy Sun, procesor ALPHA firmy DEC, procesor HP7100LC firmy Hewlett Packard a procesor Po- 4
wer PC 604 firmy Motorola, který navíc cenou konkuruje procesorùm Pentium a je pouíván i pro platformu Macintosh i pro bìné kanceláøské a domácí poèítaèe. Tyto procesory jsou urèeny pøedevším pro výkonné servery a pracovní stanice firem Sun, Hewlett Packard, DEC, IBM a Silicon Graphics, které pracují pod operaèním systémem Unix a zaèínají stále více pronikat do oblasti poèítaèové grafiky a DTP. Renomované firmy z oblasti vývoje reprografických systémù, jako Scitex, Agfa, Dainippon Screen a další zaøazují tyto stroje do svých systémù pro zpracování textu a obrazu. Zaèíná se tak stírat rozdíl mezi jejich High-End systémy a levnìjšími systémy na bázi universálních poèítaèù. A nyní ještì nìkolik slov o tzv. High-End reprografických systémech. Renomované firmy z oblasti reprografie jako Scitex (systém WHISPER), Linotype Hell (systém DAWINCI) a další, se u léta zabývají vývojem reprografických systémù na vysoké technické úrovni. Tyto systémy mìly implementovány speciální poèítaèe, které nepatøily k ádné z uvedených platforem. Byly konstruovány speciálnì pro pouití v oblasti grafiky a jejich nejvìtší pøedností bylo optimální pøizpùsobení hardware i software. Následkem byl vysoký výkon s mimoøádnì vysokou kvalitou zpracování. Tomu ale také odpovídají ceny tìchto systémù, které se pohybují v milionech i desítkách milionù korun. Dnes výrobci implementují do tìchto zaøízení pracovní stanice zaloené na technologii RISC. To má za následek èásteèné sníení cen. Pøestoe se u delší dobu pøedpovídá konec slávy tìchto zaøízení, skuteènost je taková, e se díky svým výkonùm a kvalitì udrují stále bez vìtších problémù na trhu. Vstupní periferie pouívané v poèítaèové grafice Nejznámìjším vstupním polohovacím zaøízením je myš. Pouívá se k identifikaci objektù na obrazovce, modifikaci objektù a v poèítaèové grafice ke kreslení objektù. Základní princip èinnosti spoèívá v odvalování koule po zdrsnìném povrchu podloky. Koule po pøitlaèení a pohybu po podloce uvádí do pohybu dva snímaèe souøadnic x, y. Snímaèe jsou tvoøeny kotouèky s clonkami, které zakrývají nebo propouští svìtlo z LED diody na optoelektrický snímací prvek. Kadému impulsu z optoèlenu odpovídá urèitá vzdálenost pøi posuvu myši na podloce. Z poètu impulsù napoèítaných ve smìrech x, y získáme relativní souøadnice v obou smìrech. Posuv myši je vizuálnì spojen s pohybem kurzoru na obrazovce a tímto zpùsobem lze snadno na obrazovce oznaèovat objekty. Pomocí tlaèítka myši se potom souøadnice oznaèeného objektu zavedou do zpracování programem. Další konstrukèní typy jsou optická myš a laserová myš. U optické myši osvìtluje zdroj svìtla podloku a CCD snímaè snímá pøi jejím pohybu obraz podloky. Mìnící se videosignál je vzorkován synchronizaèními impulsy a výsledkem jsou impulsy, jejich poèet odpovídá velikosti posunu myši. Dalším dùleitým vstupním zaøízením pouívaným v DTP je skener. Tento pøístroj je urèen k optickému snímání grafických pøedloh. Mohou to být jak neprùhledné (fotografie), tak transparentní pøedlohy (folie, diapositivy). Princip èinnosti skeneru spoèívá v osvìtlování pøedlohy speciálním zdrojem svìtla s rovnomìrnou intenzitou a následným snímáním odraeného svìtla od jednotlivých bodù pøedlohy, nejèastìji øádkovým snímaèem s øadou CCD prvkù. Na prvcích CCD (Charge Coupled Devices) vzniká elektrický náboj úmìrný osvìtlení a tedy intenzitì svìtla odraeného od bodu snímané pøedlohy. Tento náboj se z CCD prvkù postupnì pøevede na elektrické napìtí a tak na výstupu snímaèe skeneru dostáváme elektrická napìtí úmìrná optickým hustotám bodù pøedlohy. Øádkový snímaè snímá celou plochu mechanickým pøemisováním podél pøedlohy nebo je pevný a mechanicky se pøemisuje pøedloha. Základními parametry skeneru jsou rozlišení, denzita, hloubka barev, rychlost snímání a velikost snímané plochy. Rozlišení udává, kolik ještì rozlišitelných bodù pøedlohy lze nasnímat na dél- 5
ce jednoho palce (2,54 cm). U levnìjších plošných skenerù bývá tento parametr v rozmezí 500 a 2000 dpi, u drahých bubnových skenerù a 10 000 dpi. Hodnota denzity charakterizuje, jak jemné rozdíly šedi je skener schopen nasnímat z pøedlohy. Parametr hloubky barev udává, kolik bitù obsahuje informace o barvì jednoho sejmutého bodu. Skener s 24 bitovou barvou má pro kadou barevnou sloku pøidìleno 8 bitù. Podle konstrukce mùeme skenery dìlit na ruèní, plošné a bubnové. Vztah pro volbu rozlišení R pøi skenovaní R 2FZ kde F je síová frekvence reprodukceazjezvìtšení oproti skenovanému originálu. Digitizéry a tablety jsou dalšími vstupními zaøízeními pro poèítaèovou grafiku. Jsou urèeny pøedevším pro digitalizaci nìkterých typù technických výkresù (digitizéry) nebo pro ovládání grafických programù (tablety) a jejich èinnost je zaloena na rùzných principech. Funkce tabletu mùe být zaloena napøíklad na kapacitním principu. Pracovní plocha je zhotovena z tenké folie, na její obì strany jsou naneseny elektricky vodivé spoje, na jedné stranì rovnobìné s osou x, na druhé stranì s osou y. Do tìchto vodièù jsou pøivádìny elektrické kódované impulsy. Èidlo, které se pohybuje nad touto plochou, pøijímá pøes kapacitu tyto impulsy a pomocí nich identifikuje absolutní souøadnice x,y. Tímto zpùsobem lze na ploše 30 x 30 cm dosáhnout rozlišení 1 000 x 1 000 bodù. Digitizéry a tablety snímají na rozdíl od myši absolutní souøadnice. Dalším vstupním periferním zaøízením poèítaèové grafiky jsou dnes CCD kamery a digitální fotoaparáty. Technologie CCD snímaèù dosáhla takové úrovnì, e je moné umisovat jednotlivé CCD prvky na èipu ve vzdálenostech 10 15 um, co umoòuje na 10 mm délky umístit 700 1000 CCD prvkù. Pomocí CCD kamer mùeme snímat napøíklad libovolné objekty na tiskovém archu, vzorky biologických materiálù a dále je zpracovávat a vyhodnocovat pomocí algoritmù poèítaèové grafiky. Pomocí digitálních fotoaparátù lze snímat libovolné scény a nasnímané obrazy pøevádìt do programù, které je dále zpracují. Výstupní periferie poèítaèové grafiky Základním výstupním periferním zaøízením poèítaèe a také systémù DTP je displej. Displeje jsou zaloeny na principu katodové obrazovky CRT (Cathode Ray Tubes), dále na principu LED diod (Light Emitting Diode) a na principu zobrazovaèù LCD (Liquid Crystal Display). Princip èinnosti katodové obrazovky - CRT spoèívá ve vychylování elektronového paprsku do urèitého bodu na stínítku obrazovky a dále v jasové modulaci tohoto bodu. Bod (pixel) mùe být monochromatický nebo barevný tj. sloený ze tøí monochromatických pixelù. Základním parametrem zobrazení na displeji je rozlišovací schopnost. Tento parametr udává poèet ještì rozlišitelných pixelù na 1 palec délky. Prùmìrné obrazovky mohou dosahovat asi 100 dpi, špièkové a 200 dpi. Rozlišovací schopnost závisí na kvalitì luminoforu, na zaostøení elektronového paprsku a na kvalitì vychylovacího systému. LCD displej je tenká plochá matice obrazových pixelù, která je naaranována pøed zdroj svìtla. Kadý pixel je tvoøen sloupcem LC molekul a je uloen mezi dvì prùhledné elektrody a dva polarizaèní filtry s kolmými osami polarizace. Pokud by mezi filtry nebyl LC krystal, svìtlo by neprocházelo z dùvodu kolmých os polarizace. Pøítomný LC krystal natáèí rovinu polarizace úmìrnì velikosti náboje pøivedeného na prùhledné elektrody. Tím je umonìn prùchod svìtla pøes druhý filtr k pozorovateli s jasem úmìrným elektrickému náboji na elektrodách. Molekuly LC krystalu se toti natáèejí úmìrnì velikosti pøivedeného náboje a tím natáèejí polarizaèní rovinu procházejícího svìtla. Výhody LCD displejù oproti CRT obrazovkám spoèívají v malých rozmìrech, dosahování vyšších kontrastù a jasù, nevýhodou je niší barevný rozsah. Dùleitým parametrem zobrazení je stranový pomìr, co je pomìr poètu bodù ve vodorovném smìru k poètu bodù ve svislém smìru. Nejpouívanìjší velikosti rozlišení na celkový rozmìr obra- 6
zovky a stranových pomìrù jsou 640 x 480 bodù, 800 x 600 bodù, 1024 x 768 bodù, 1280 x 1024 bodù, 1600 x 1280 bodù. Funkèní souèástí zobrazení na displejích jsou zobrazovací procesory (grafické adaptéry, videokarty), které zprostøedkovávají zobrazování informací uloených v pamìti poèítaèe na obrazovku displeje. Kvalita a výkonnost tìchto procesorù je obzvláštì dùleitá v oblasti poèítaèové grafiky a DTP vzhledem k nárokùm, které jsou kladeny na zpracování v této oblasti. Funkce grafických adaptérù spoèívá v øízení nìkterých funkcí zobrazení (regenerace zobrazení na obrazovce, geometrický formát zobrazení, poèet barev atd.). Základními parametry grafických adaptérù jsou rozlišení a poèet zobrazovaných barev. Tyto parametry jsou závislé na velikosti obrazové pamìti adaptéru (dnes bìnì 32-64 MB).. Obrazová pamì je vlastnì pøedloha obrazového rastru na obrazovce. Na pøíklad pøi zobrazení 1024 x 768 pixelù na obrazovce má obrazová pamì velikost x 768 x 8 bitù t.j. asi 800 KB pøi zobrazení 256 barev. Pøi zobrazení 16.7 mil. barev (tedy pøi 24 bitové hloubce barev) je potøeba pamì o velikosti 1024 x 768 x 24 bitù t.j. asi 2.5 MB. Nejpouívanìjší standard grafických adaptérù je v souèasné dobì Video Graphics Adapter- VGA. Pøi stoupajících nárocích na zpracování zobrazení pøedevším v oblasti barevné grafiky se do grafických adaptérù implementují tzv. grafické akcelerátory. Jsou to vlastnì speciální procesory, které pøidávají do grafického adaptéru další funkce a odlehèují tím procesoru poèítaèe. Jsou to na pøíklad blokové pøesuny, kreslení èar, vyplòování ploch, generování kurzoru a pod. Tiskárny a plotry jsou další periferní zaøízení, jejich kvalita je rozhodující pro kvalitní výsledky grafického zpracování. Pro oblast poèítaèové grafiky a DTP je potøeba pouívat pouze kvalitních tiskáren, co jsou tiskárny laserové, nìkteré inkoustové, voskové a sublimaèní. Pamì Z rcadlo Zdroj svìtla Dielektrický válec Stìrka Toner Zapékací válce P apí r Obr.1.1 Princip laserové tiskárny U laserové tiskárny (obr. 1.1) je obsah stránky uloen v pamìti tiskárny. Pomocí interpreteru jazyka popisu stránky (na pøíklad HPPCL nebo PostScript) se obsah pamìti ète a provádìjí se jeho pøíkazy. Potom se stránka rastrováním pøevede do bitové mapy. Pomocí tzv. korony se dielektrický válec nabije elektrickým nábojem a laserový paprsek modulovaný obsahem bitové mapy kreslí na válec z dielektrického materiálu obsah tištìné stránky tak, e v místì tištìného bodu toto místo vybije. Elektricky nabitý toner se v tomto místì uchytí a pøi následujícím kontaktu s papírem se na nìj pøenese. Následnì se toner na papíru fixuje teplem. Laserové tiskárny dosahují velkých rozlišení v rozmezí 600 a 1200 dpi a rychlost tisku a 16 stránek za minutu. Velikosti vnitøních pamìtí dosahují a 32 MB a nìkteré pouívají pro øízení tisku RISC procesory. Nejzná- 7
mìjším a nejrozšíøenìjším typem laserové tiskárny byly kolem roku 2000 zøejmì tiskárny HP LaserJet 4 a její modifikace. Raster Image Procesor - RIP je dalším periferním zaøízením pro oblast pøípravy publikací, které slouí k øízení osvitové jednotky. RIP pøebírá do své pamìti soubor dat tiskové stránky, pomocí interpreteru jazyka pro popis stránky provede pøíslušné pøíkazy a provede tedy koneènou modifikaci stránky podle toho, jak ji grafik vypracoval. Výsledek je uloen do seznamu hotových objektù. Druhou hlavní funkcí procesoru RIP je pøevod interpretované stránky do rastrového formátu (bitové mapy) pøi souèasném zpracování tónovaných motivù. Výsledný soubor se pak posílá k dalšímu zpracování na osvitovou jednotku. RIPy konstruované jako speciální hardware zaèínají být nahrazovány tzv. softwarovými RIPy, co jsou nejèastìji pracovní stanice s procesory RISC (napøíklad SPARC-stations firmy SUN). 8
2. Programové produkty poèítaèové grafiky V tomto tématu se budeme zabývat problematikou programového vybavení v oblasti poèítaèové grafiky a DTP. Jak je všeobecnì známo, je dnes programù, které souvisí nìjakým zpùsobem se zpracováním grafických dat tolik, e není moné tuto oblast v celé šíøi ani sledovat, nato proniknout u více produktù do hloubky. Jedinou rozumnou cestou je uší specializace na jednu oblast, napøíklad na programy pro sazbu, co zaruèí profesionalitu uivatele a tedy maximální vyuití všech moností pouívaného produktu. Výrobci software doslova zaplavují trh novými verzemi tìchto programù, take uivatel sotva zvládne poslední zakoupenou verzi, tak je tady verze nová. Tato skuteènost také podporuje cestu specializace uivatelù na urèitý typ tìchto produktù, pøi které je moné èasté zmìny snadnìji zvládat. Podle oblastí pouití je moné produkty poèítaèové grafiky rozdìlit následujícím zpùsobem: Návrh pomocí poèítaèe (CAD) Prostøedky Computer Aided Design jsou nejstarší a nejdéle pouívané programy poèítaèové grafiky. Konkrétnì patøí do této oblasti programy pro konstruktéry ve strojírenství, elektrotechnice, stavebnictví, architektuøe, chemii, atd. Nejznámìjším produktem je v této oblasti Autocad (v souèasné dobì verse 14) s jeho nadstavbami pro vyjmenované obory. Dále jsou k dispozici pro architekty a stavební návrháøe specializované programy jako Microstation, 3D Studio Viz, Archicad. Programy grafické komunikace S tìmito produkty se setkáváme všichni. Jedná se o produkty GUI (Graphic Users Interface - grafické uivatelské rozhraní). Jsou to známé operaèní systémy WINDOWS na poèítaèích PC, MAC OS na poèítaèích Apple Macintosh nebo X-WINDOWS pro poèítaèe s operaèním systémem UNIX. Dnes vìtšina uivatelských programù, vèetnì textových editorù, tabulkových procesorù, databázových systémù a produktù DTP pouívá vlastní grafická uivatelská rozhraní, která jsou však vìtšinou odvozována z prostøedí Windows. Programy prezentaèní grafiky Jedná se o zpracování grafù, diagramù, map, nebo rùzných geografických a meteorologických dat. Z obecných programových produktù jsou v této oblasti neznámìjší tabulkové procesory s velmi silnou podporou grafické reprezentace dat (MS Excel, Lotus 1-2-3, Quattro-Pro) a programy s rozšíøenými prezentaèními vlastnostmi (Freelance Graphics, Harward Graphics, MS Power Point). Dále je prezentaèní grafika souèástí velkých vìdeckých programových balíkù, jako jsou Mathematica nebo Matlab. Multimediální programy Jedná se o soubor rùzných výkonných grafických systémù, které se pouívají v oblasti multimédií pro 2D grafiku a 3D modelování a animace. Tyto systémy umoòují vytváøet a zpracovávat texty, 2D i 3D grafiku, animace, video a zvuk a vytváøet tak rùzné objekty a scény a sluèovat je ve speciálních programech do výsledné multimediální publikace. Známými produkty z této oblasti jsou 3D Studio Max, Lightwave, Cinema pro 3D grafiku a animace, Adobe Premiere pro støih videa, Macromedia Director a Macromedia Flash pro vytváøení multimediálních elektronických publikací. Tyto produkty budou hrát významnou roli v budoucnu, kdy se postupnì rozšíøí technologie elektronického publikování a integrace všech typù médií do jednoho výsledného multimediálního produktu. 10
Programy pro pøípravu tištìných publikací V tomto pøípadì se jedná o oblast DTP (také Computer Publishing), do které patøí programy pro kreslení 2D grafiky, barevné popø. prostorové úpravy rastrových obrázkù, programy pro sazbu, kontrolní programy datových souborù a programy pro vyøazování. Nejznámìjšími programy pro kresbu grafiky jsou Corel Draw pro platformu PC a Adobe Illustrator pro poèítaèe Apple Macintosh. Základní rysy vìtšiny kreslících programù jsou podobné, proto budou v následujícím textu struènì popsány vlastnosti jednoho z nich, programu Corel Draw. Základními prostøedky kreslícího programu jsou pracovní plocha vymezená na obrazovce, hlavní menu a sada kreslících nástrojù. Pomocí nástroje výbìru mùeme vybírat grafické objekty na pracovní ploše a provádìt s nimi rùzné transformace, které nemìní základní obrys objektu. Jedná se o pøemisování, zrcadlení, zmìny velikosti, zešikmování a rotaci. Nástroj tvar je urèen k tvarování objektù, pøi kterém dochází ke zmìnì obrysu objektu. Èáry a køivky jsou po výbìru pomocí tvarovací šipky doplnìny svými uzly a øídicími body tìchto uzlù. Tvar vybrané køivky mùeme potom mìnit posunováním uzlù a øídících bodù, vkládáním a rušením uzlù, vytváøením symetrických, hladkých a rohových uzlù, zarovnáváním uzlù a transformací èástí èáry na pøímku a naopak. Volbou nástroje lupa mùeme volit rùzné formáty zobrazení vytvoøených objektù na obrazovce. Objekty mùeme libovolnì zvìtšovat nebo zmenšovat, zobrazit ve velikosti v jaké budou vytištìny na tiskárnì nebo zobrazit i objekty které jsou z rùzných dùvodù umístìny mimo editaèní okno. Nástroje ruèní reim, obdélník, elipsa a polygon jsou urèeny pro kresbu na stránce. Køivky je moné kreslit buï ruènì, tedy na tvar má vliv pouze jak táhneme myší, nebo pomocí Bézierových køivek, kdy se ruèní kresba dodateènì aproximuje kubickou køivkou. Nástroje obdélníku a elipsy slouí ke kreslení pravoúhelníkù, krunic a elips rùzných velikostí a tvarù. Pomocí nástroje text mùeme v editaèním oknì psát texty. Program pouívá fonty z operaèních systémù (napøíklad Windows) rùzných øezù a velikostí. Text je moné rùznými zpùsoby zarovnávat, volit mezery mezi písmeny, slovy a øádky, volit poèty sloupcù. Je moné umisovat text na køivku, modifikovat tvary jednotlivých písmen a provádìt mnoho dalších èinností. Dalším dùleitým nástrojem kreslícího programu je obrysové pero, pomocí kterého je moné nastavovat parametry obrysù grafických objektù. Nástroj umoòuje nastavovat styl obrysové èáry, její tloušku a barvu, volbu zakonèení koncù obrysové èáry. Dále je moné volit nebo vytváøet koncové šipky obrysové èáry, volit kaligrafické èáry, kopírovat vytvoøené obrysy na jiné objekty a ještì další èinnosti. Pro vyplòování uzavøených objektù slouí nástroj výplò, pomocí které je moné vytváøet jednobarevné výplnì, dvojbarevné a vícebarevné vzory a postupné barevné pøechody (z jedné barvy do druhé). Dále je moné vytváøet vlastní barevný vzorek a kopírovat libovolný vzorek z jednoho objektu do druhého Veškeré èinnosti v programu Corel Draw jsou zaloeny na volbì poloek menu, které ve spojení s pøíslušnými nástroji umoòují velký rozsah dalších èinností pøi zpracování grafických objektù. Nejpouívanìjšími programy pro úpravu obrazu v oblasti DTP jsou Adobe Photoshop a Corel PhotoPaint. Existují samozøejmì ještì další programy pro tuto èinnost, pøedevším v oblasti High-End systémù. Pøíkladem mùe být LinoColor firmy dodávaný se skenery firmy Heidelberg nebo Silver- Fast se skenery firmy Microtek. V následujícím textu budou posány základní vlastnosti programu Adobe Photoshop. Program Adobe Photoshop umoòuje zpracovávat rastrový obraz poøízený skenováním pøedloh, vytvoøený kreslícím programem, nasnímaný videokamerou nebo digitálním fotoaparátem. Je moné naèíst obraz v jednom formátu a uloit jej v jiném formátu a tak umonit zpracování v jiných programech a na jiných platformách. 11
V paletì nástrojù najdeme ruèní, obdélníkovou nebo eliptickou volbu, které umoòují zvolit èásti obrazù a další nástroje potom provádìjí manipulace s tìmito volbami. Kouzelná hùlka slouí k pøesnému výbìru urèité barvy, tedy volbu na základì podobnosti barev. Gumu mùeme pouít jednak pro mazání obrazu celého, jeho èásti nebo jen jednotlivých barevných kanálù. Velice dobrými nástroji jsou ty, které jsou urèeny k malování. Pouívají se pøedevším kreslící nástroje tuka, štìtec a sprej, u kterých si mùeme nadefinovat mnoho atributù jako velikost stopy, pøítlak, krytí stopy, styl malby a další. Razítko je vynikajícím retušovacím nástrojem, s jeho pomocí je moné také sejmout èást obrazu a do jiného místa pøenést jako kopii. Prst napodobuje rozmazávání barvy prstem. Uiteènými pomocníky v paletì nástrojù jsou terèík, otvor a houba, slouící k místnímu ztmavìní a zesvìtlení obrazu a zmìnì sytosti. V paletì nástrojù ještì najdeme okno pro manipulaci s barvami popøedí a pozadí. Pouitím pøíkazù hlavního menu pro úpravu barev mùeme nastavovat mnoho vlastností obrazu (napøíklad jas, kontrast, vyváení barev, sytost, odstín), barvy mùeme upravovat pomocí funkce køivek nebo úrovní. Vhodným doplòkem je funkce variace, která nabízí vyváení barev v celém obraze. Je samozøejmé, e mùeme pracovat v rùzných reimech - bitová mapa, stupnì šedi, RGB, CMYK, Duplex, Indexová barva nebo L*a*b* barva. Program Photoshop se pouívá také k modifikacím obrazu pomocí filtrù. Tyto filtry mùeme z èásti vyuít také ke kvalitní retuši naskenovaných tištìných pøedloh a také pro ostøení a rozostøování obrazu. Další monosti pro vytváøení nových obrazù poskytují fotomontáe s vyuitím masek a vrstev. Kadý pracovník, který provádí rùzné montáe jistì ocení paletu oøezávacích cest. Tyto se nyní tvoøí stejným vektorovým kreslením pomocí Bézierových køivek, jaké pouívá Adobe Illustrator nebo Corel Draw. Nejvíce rozšíøenými programy pro sazbu (zlom stránky, stránková montá) jsou v oblasti DTP QuarkXpress od firmy Quark, Adobe InDesign firmy Adobe a Corel Ventura od firmy Corel. V následujícím textu budou popsány základní vlastnosti sazbového programu. Programy sazby v oblasti DTP jsou charakteristické tím, e se v nich tiskové objekty nevytváøí, ale jsou do nich exportovány z jiných produktù. V programech pro sazbu se provádí tzv. zlom stránky, co je v podstatì úprava jednotlivých stránek publikace do stejného formátu (typy písma, styly odstavcù, vkládání grafických objektù atd.). Postup práce se pak odehrává zhruba podle následujícího schématu. Do programu sazby se naètou jednotlivé kapitoly textové informace, a ty se rozdìlí do stránek pøedem definované velikosti a poètu sloupcù (obrazec sazby). V kapitolách se definují styly odstavcù, styly oken, styly stránek a písem, co jsou pod konkrétním jménem uloené soubory atributù jmenovaných objektù. Styl je moné potom naráz aplikovat na další vybraný objekt.v místech, kde budou obrázky nebo jiné grafické informace se definují rámce a do nich se obrázky naètou. A je sazba jednotlivých kapitol hotova, je moné automaticky oèíslovat stránky, vytvoøit obsah a rejstøík a nakonec sestavit publikaci z více kapitol. Pøi editaci textu mùeme v sazbových programech editovat texty, jak je bìné u vìtšiny textových editorù. Není vhodné v tìchto programech text vytváøet, s výjimkou krátkých textù. Práce zaèíná naètením textového souboru do programu sazby. Potom mùeme další text vkládat na libovolné místo, mazat, pøesouvat a kopírovat bloky textu. Text lze umisovat do sloupcù a speciálních oken. Je obvykle moné vytváøet podtisk textu pomocí výplnì okna nebo grafického objektu. Dùleitým nástrojem sazbového programu jsou okna (rámce). Pomocí nich mùeme vkládat bloky textu mimo pravidelné sloupce textu a tak umisovat do libovolného místa stránky texty a obrázky. Je moné modifikovat rozmìry okna s obrázkem a také velikost obrázku v oknì. K oknu je moné pøiøadit popisky, které jsou pøi rùzných modifikacích trvale spojeny s oknem a dále k nìmu ukotvit text, take pøi modifikaci textu je okno umístìno stále u stejného textu. 12
Nìkteré sazbové programy umoòují sázet matematické vzorce a vytváøet jednoduché tabulky. Dnešní sazbové programy umoòují také na slušné úrovni práci s barvami. Mohou pracovat s pøímými i procesnímiå barvami a umoòují samozøejmì separace na jednotlivé výtaky. Velmi dùleitou vlastností je monost pøevodu výstupù do rùzných formátù tak, jak to vyaduje následné zpracování (PostScript, kompozitní PostScript, PDF formát). Kontrola souborù tiskových dat Tyto tzv. preflighting programy identifikují a odstraòují chyby a nedostatky v souborech dat, které jsou pøijímány grafickými studii ke zpracování a osvitu. Vstupní zakázka kromì toho, e obsahuje chyby v datech zpùsobené pøedchozím zpracováním, by mìla dále obsahovat dodateèné informace o pouitých fontech, formátech jednotlivých souborù, poadavky na koneèný tisk apod. Protoe zákazníci tyto informace èasto neposkytují, je kontrola velmi dùleitá. Takové programy bývají obvykle souèástí vìtších systémù, napøíklad programù pro vyøazování. Známými produkty univerzálního preflightingu jsou PitStop Professional firmy Enfocus a FlightCheck Professional firmy Markzware. Moderní sazbové programy obsahují také nìkteré nástroje automatické kontroly správnosti vysázených dat. Archová montá (vyøazování) Vyøazování je uspoøádání a montá tiskových stránek na pøedurèený formát tiskové formy tak, aby po svázání byla kadá stránka na správném místì ve správné posici. V následujícím textu budou struènì popsány hlavní zpùsoby archové montáe pro archový tisk. Je potøeba si uvìdomit, e existují znaèné rozdíly ve zpùsobu vyøazování mezi archovým a kotouèovým tiskem. Nejjednoduší montá je ádná montá. Je to tisk jedné stránky z jedné formy a to jednostrannì, nebo oboustranì. Další zpùsoby montáe jsou u sloitìjší a závisí na zpùsobu tisku. Multiple-image tisk Tento zpùsob se pouívá v pøípadì zakázek, které se nebudou vázat. To znamená, e se na tiskovou formu namontuje poèet stránek, které se tam vejdou a ty se vytisknou a po rozøezání snášejí do výsledné publikace. Poèet stránek na tiskové formì se oznaèuje jako n-up montá. Napøíklad montá ètyø stránek na tiskovou formu je four-up montá. Tisk na obrátku (half sheet work) Tento tisk pøedpokládá jednu sekvenci stránek na jedné pùlce archu, druhá sekvence je na druhé pùlce (obr.2.1). Pøi tisku z vyøazené formy se potiskne jedna strana obìma sekvencemi, potom se stoh vloí zpìt do nakladaèe a otoèí a tiskne se ze stejné formy druhá strana. Vyøazení musí být provedeno tak, aby byly odpovídající stránky obou sekcí na vytištìném archu naproti sobì. Po rozøíznutí získáme z jednoho archu dvì stejné kopie z jedné tiskové formy. Obr. 2.1 Vyøazení half sheet work 13
Tisk na obrátku mùe být realizován buï jako Work-and-turn, nebo Work-and-tumble, podle toho, je-li arch pøi druhém bìhu otoèen, nebo pøeklopen. Work-and-turn otáèí arch podle kratší strany archu, tedy je zajištìno, e chytaèe tiskového stroje zachycují stejnou delší stranu archu pøi druhém prùchodu. Work-and-tumble naproti tomu otáèí archy podél dlouhé strany archu. Tento zpùsob pøedpokládá perfektnì naøezaný papír. Oboustranný tisk (sheet work) Stránky jsou vyøazeny pro kadou stranu tiskového archu rùznì - vyøazení vnitøní (inner) a vyøazení vnìjší (outer). Vnìjší vyøazení archu vdy obsahuje první a poslední stránku sekvence stránek a tiskne se na jednu stranu archu, vnitøní vyøazení obsahuje vdy druhou stránku sekvence a tiskne se na druhou stranu archu (obr.2.2). Obr. 2.2 Vyøazení sheet work Zatímco tisk na obrátku tiskne dvì kopie jedné vyøazovací sekvence stránek, oboustranný tisk vytvoøí jednu kopii dvou sekvencí stránek. Jsou tedy potøeba dvì sady tiskových forem. Arch je nejprve vytištìn po jedné stranì z jedné sady tiskových forem a potom na druhé stranì z druhé sady. Výhodou tohoto zpùsobu vyøazení a tisku je, e u urèitých typù publikací (výroba knih) není po tisku tøeba øezání. Takto jsou tisknuty velké zakázky s více vyøazovacími sekcemi. V poslední dobì se zaèínají objevovat v praxi programy pro elektronickou archovou montá (vyøazování), které významným zpùsobem ovlivòují produktivitu pøípravy osvitu oproti ruèní montái. Pøedstavitelem tohoto typu programù je systém PREPS 3.0 od firmy ScenicSoft. Vstupem do tohoto programu mohou být PostScriptové soubory buï separované nebo kompozitní. Dále to mohou být nìkteré formáty rastrových souborù. Velmi dùleitým rysem tohoto programu je monost prohlíení a modifikace celé vyøazené zakázky v barevném reimu pøed výstupem na osvitovou jednotku. Technologie OPI (Open Prepress Interface) a funkce trappingu jsou v nìm také implementovány. S rychlým rozvojem poèítaèové techniky jsou vytváøeny v oblasti DTP pøedpoklady pro vznik programových produktù nové generace, jejich výkonnost bude podstatnì vìtší a snadnost obsluhy lepší ne u souèasných programù. 14
3. Polotóny, tisk šedých úrovní Základní pojmy DIGITÁLNÍ BOD (digital dot, spot) je nejmenší objekt, který tiskne laserová tiskárna nebo vytváøí osvitová jednotka na stránce nebo na filmu. Jsou mu pøidìlovány pouze dvì hodnoty log1-tisknuto nebo log0-netisknuto. Rozlišením (rozlišovací schopností zaøízení, které zpracovává obrazy) nazýváme nejmenší vzdálenost dvou digitálních bodù, kdy jsou oba ještì rozlišitelné (nesplývají). Jednotkou rozlišení je poèet bodù na vzdálenost 1 palce a znaèí se dpi (dots per inch). RASTROVÝ BOD (raster dot) je element digitalizovaného obrazu. Je mu pøidìlena hodnota fyzikální velièiny, obvykle úmìrná jasu odpovídajícího místa pøedlohy (u obrazù s 24-bitovou barevnou hloubkou je to 256 úrovní jasu). Rozlišení obrazu je dáno tím, jak byl nasnímán, popøípadì dále zpracován. Jednotkou je dpi. SÍOVÝ BOD (autotypický bod, puntík, halftone dot) je tiskový útvar tvoøený více digitálními body pravidelnì uspoøádanými. Základem je síová matice o urèité velikosti, která je urèena parametrem síové frekvence (lineatura sítì). V síových maticích se vytváøejí síové body rùzných velikostí, jak je patrné z obrázku 3.1. Tmavìšedá Svìtlešedá Obr. 3.1 Síové body rùzné velikosti Síové body vytváøejí pøi tisku vjem úrovní šedi. Èím vìtší je síový bod, tím je úroveò šedi vyšší a tiskový motiv je tmavší. Síové body se vytváøejí buï pomocí technologie autotypického síování, nebo pomocí software v poèítaèi (digitální síování). Vzdálenost síových bodù je charakterizována síovou frekvencí a jednotkou je lpi (line per inch). PIXEL (picture element) je útvar totoný s rastrovým bodem, pouívá se u obrazovek a CCD plošných snímaèù. Jednotkou rozlišení je opìt dpi. VZORKOVÝ BOD (sample dot) je útvar totoný s rastrovým bodem, pouívá se u skenerù. Jednotkou je opìt dpi. Základním problémem pøi tisku je, jak reprodukovat úrovnì šedi všech ètyø tiskových barev - azurové, purpurové, luté a èerné, kdy zaøízení jako tiskárna nebo tiskový stroj umí tisknout pouze digitální body, tedy jednu úroveò danou optickou hustotou natisknutého motivu tiskové 16
barvy. Princip tisku šedi spoèívá v rozkladu obrázku na síové body pomocí technologie síování. Tyto body jsou umístìny ve stejných vzdálenostech, mají však rùznou velikost a tak vytváøejí vjem urèité úrovnì šedi. Princip síování Autotypické síování je zaloeno na pouití autotypické sítì. Tato sí mùe být realizována jako prùhledná sklenìná nebo plastiková deska s jemnou vyleptanou pravoúhlou møíkou, kdy vzdálenosti jednotlivých èar jsou øádovì desetiny milimetru. Pøedloha se spojitými zmìnami šedi se exponuje pøes tuto sí na nový film, jak je nakresleno na obrázku 3.2. Obr.3.2 Princip autotypického síování Pøi projekci se v místech s vyšší úrovní šedi na pøedloze vytvoøí na kopii vìtší síové body a v místech s niší úrovní šedi menší síové body. Tak se vytvoøí dojem vìtší a menší úrovnì šedi také na kopii. Výsledný efekt na kopii je v mikromìøítku zobrazen na obrázku 3.1. Základní parametry autotypického síování jsou: Síová frekvence (lineatura) daná vzdáleností linek møíky na autotypické síti. Jednotkou je lpi (line per inch), co je poèet linek na 1 palec. Je moné uívat také poèet linek na centimetr. Síový úhel je natoèení autotypické sítì vùèi pøedloze, jednotkou je stupeò. Je dobré si uvìdomit, e pøi autotypickém síování se zmìnou úrovnì šedi na pøedloze se mìní pouze velikost síových bodù, nikoliv jejich vzdálenost. Digitální síování je zaloeno na softwarovém výpoètu velikosti síových bodù, podle nasnímané úrovnì jasu pøedlohy v daném bodì. Vstupem do digitálního síování je na poèátku také originál se spojitými zmìnami úrovní šedi. Tento obrázek se snímá skenerem nebo digitální kamerou. U pøi snímání se tedy obrázek digitalizuje tak, e kadému nasnímanému bodu odpovídá urèitá úroveò intezity odraeného svìtla, tedy vlastnì velikost jednotlivých barevných sloek r, g, b (èervená, zelená, modrá) barev obsaených v originálu pøi zpracování barevné pøedlohy. Digitalizovaný obrázek je dále zpracován poèítaèovým programem a po tomto zpracování pøichází do výstupního zaøízení (laserová tiskárna, RIP). Zde se kromì jiného zpracování provádí také digitální síování, tedy seskupování digitálních bodù jednotlivých barevných výtakù do síových bodù takové velikosti, která odpovídá nasnímané úrovni šedi z originálu (viz obr. 3.3). 17
Digitální bod Síovýbod ~R [dpi] ~F [ lpi ] Obr.3.3 Síové body digitálního síování Kromì parametrù síové frekvence a síového úhlu (které se volí ve zpracovatelském programu) lze u digitálního síování volit ještì tvar síového bodu (kruhový, ètvercový, eliptický, diamant, linkový). V praxi se dnes pouívá modifikace digitálního síování, tzv. frekvenènì modulované (nebo také stochastické) síování, kdy se síový bod v síové matici rozpadá do jednotlivých digitálních bodù a ty jsou pak náhodnì rozmístìné v síové matici. Jejich poèet je v síové matici stejný pro stejnou úroveò šedi jako u klasického síového bodu (viz obrázek 3.4). V praxi se zatím tato technologie pouívá v omezené míøe z dùvodu velkých nárokù, které tato technologie pøi výrobì vyaduje. Stochastický zpùsob síování má nìkteré pøednosti. Hlavní spoèívá v eliminaci moiré, co je porucha, která vzniká pøi pouití nestochatického síování a je zde potlaèována u zmínìným natoèením sítì. Nevýhodou jsou velké nároky na tuto technologii pøi vlastní výrobì. Obr.3.4 Srovnání klasické a stochastické síové matice U analogového autotypického síování se velikost síového bodu na kopii mìní spojitì s úrovní šedi na pøedloze. Tedy poèet úrovni šedi je teoreticky nekoneènì velký. U digitálního síování se úrovnì šedi mìní po skocích, podle poètu digitálních bodù, které vytváøejí síovou matici. Na pøíklad pokud je velikost síové matice 8 x 8 bodù, mùeme takto vytvoøit 65 úrovní šedi. Poèet moných úrovní šedi v digitálním síování je dán vztahem R N 1 F kde R je rozlišení výstupního zaøízení, F síová frekvence a R/F velikost síové buòky. 2 18
Napøíklad laserová tiskárna má rozlišení 600 dpi, síovou frekvenci zvolíme 60 lpi, potom poèet úrovni šedi je 101, velikost síové buòky je 10 x 10 bodù. Poèet úrovní šedi tedy ovlivòuje uivatel volbou síové frekvence. Maximální poèet úrovní šedi uívaných v praxi je 256, lidské oko dokáe rozlišit kolem 100 úrovní. Malý poèet úrovní šedi má vliv na kvalitu obrázku tak, e jsou patrné tvrdé pøechody mezi jednotlivými úrovnìmi. Pokud zvìtšíme N zmenšením síové frekvence, má to za následek ztrátu detailù, protoe síování je hrubé, èasto jsou vidìt jednotlivé síové body (napø. na billboardech). Nejlepší zpùsob, jak získat dobrou reprodukci, je pouívat výstupní zaøízení s vyšším rozlišením. Pokud chceme zachovat 256 úrovní šedi (co znamená velikost síové matice 16x 16 bodù) a chceme urèit potøebné rozlišení výstupního zaøízení pøi zvolené síové frekvenci platí jednoduchý vzorec nazývaný pravidlo 16. R 16 F Napøíklad pro dobrý tisk se poaduje velikost síové frekvence 100 lpi. Pøi zachování 256 úrovní šedé musí mít osvitová jednotka rozlišení minimálnì 100 x 16 = 1600 dpi. Základní faktory ovlivòující volbu síové frekvence Síovou frekvenci volí uivatel pøi zpracování pøíslušným programem (Adobe Pagemaker, Adobe Photoshop, Corel Ventura, QuarkXpress ) pøi volbì tisku. Také se zde nastavuje síový úhel, popøípadì tvar síového bodu. Dále jsou uvedeny faktory, které je nutné vzít v úvahu pøi volbì síové frekvence. Rozšíøení autotypického bodu pøi tisku Tento jev se projevuje výraznìji u vyšších síových frekvencí, proto u zaøízení, která vykazují vìtší hodnotu rozšíøení tiskového bodu volíme radìji niší síovou frekvenci. Reprodukèní technika Pokud tiskneme laserovou tiskárnou nebo kopírkou, nemá smysl volit F >80 lpi. U ofsetového tisku múeme volit a F = 150 lpi. Potiskovaný materiál Pøi tisku na novinový papír staèí volit F do 85 lpi. Papír bez povrchové úpravy je omezen na 100 lpi, u povrchovì upraveného bílého papíru mùeme jít a na hodnotu 300 lpi. Materiál pøedlohy Pokud bude pøedloha na folii, která se dále fotografuje, je F omezeno do 100 lpi. Pokud chceme jít nad 100 lpi musíme vytvoøit pøedlohu pøímo na film. Charakter publikace Pokud publikace neobsahuje fotografie nebo velký rozsah odstínù šedi, nemusíme zachovávat 256 úrovní, mùeme jít podstatnì ní a tak zvolit vyšší síovou frekvenci. Tím zjemníme rastr výsledné reprodukce. Kdy obsahuje publikace ménì ne 10 úrovní šedi nevadí, kdy zvolíme velikost síové matice 5 x 5 bodù, èemu potom odpovídá pøi rozlišení 600 dpi síová frekvence 120 lpi. 19
4. Poèítaèové zpracování grafických prvkù tiskové stránky Základní pojmy DTP Desk Top Publishing - metoda realizace pøedtiskových operací pomocí malé výpoèetní techniky (poèítaèe PC, poèítaèe Apple Macintosh, pracovní stanice RISC). Na obrázku 4.1 je prezentováno hrubé blokové schéma vymezení rozsahu operací v DTP. Obr.4.1 Operace v DTP Soubor - ve smyslu poèítaèového zpracování souborem rozumíme jakoukoliv mnoinu údajù v pamìti poèítaèe nebo na nìjakém pamìovém médiu. Mohou to být tedy být ekonomická data, grafická data, programy (zdrojové, pøeloené nebo sestavené) databázové soubory apod. V našem pøípadì, kdy se jedná o zpracování publikací, budeme rozumìt pod souborem textová a grafická data. Datový formát souboru - uspoøádání dat v souboru podle urèitých pravidel. Kadý programový produkt, který pracuje s daty, musí znát jejich uspoøádání v souboru. Bylo vytvoøeno velké mnoství formátových standardù, které usnadòují pøedávání dat mezi rùznými programovými produkty. Vektorovì orientovaný formát - jednotlivé grafické objekty jsou realizovány pomocí základních geometrických útvarù (èára, Bézierova køivka, krunice pod.). Tyto útvary (také funkcionální objekty) jsou reprezentovány jménem, definièními body, popøípadì dalšími atributy tìchto objektù. Napøíklad ètyøúhelník mùe být ve vektorovém souboru reprezentován øetìzcem ASCII znakù: RECT, 80, 65, 25, 78, RED; To znamená, e zpracovatelský program rozpozná, e jde o ètyøúhelník se zadanými vrcholy a barvou a zpracuje ho instrukcemi kódu pro zpracování ètyøúhelníka. Rastrovì orientovaný formát - jednotlivé grafické objekty jsou popsány pomocí velièiny (obvykle jas), která se pøiøazuje rastrovým bodùm, na které je daný objekt rozloen (viz obr. 4.2). Rastrový soubor pak obsahuje posloupnost hodnot jasù všech rastrových bodù. Hustota rozkladu na jednotlivé rastrové body je dána rozlišovací schopností vstupních a výstupních zaøízení (skener, display, tiskárna, osvitová jednotka), na kterých se objekty do rastrového formátu pøevádìjí a je charakterizována velièinou nazvanou prostorové rozlišení obrazu. Jednotkou je dpi (dots per inch). Bitová mapa - rastrová reprezentace grafického objektu, kdy velièina popisující objekt, má pouze dvì hodnoty (pøi tisku èerná a bílá barva). Jinak se pojem bitová mapa nepøesnì pouívá jako druhý název pro rastrový formát. 20
Obr.4.2 Rastrová reprezentace grafického objektu Jazyk popisu stránky - programovací jazyk, který obsahuje prostøedky pro tvorbu, popis a tisk stránky dokumentu. Jednotlivé objekty stránky textové i grafické, jsou popsány svými atributy (na pøíklad støed a polomìr krunice) a dále jednotlivými pøíkazy jazyka popisu stránky, které popisují další modifikace daného objektu (na pøíklad zvìtšení nebo zmenšení, tloušku a barvu obrysové èáry, barvu výplnì atd). Jazyky popisu stránky Zpracování tiskovin pomocí poèítaèù, nazývané DTP (Desk Top Publishing), je umonìno existencí výkonných poèítaèù zaloených na platformách s operaèními systémy Unix, MacOs a Windows. Avšak jenom samotná existence tìchto zaøízení nebyla pro rozvoj DTP rozhodující. Rozhodující bylo vytvoøení programových produktù zejména v souvislosti s pøíchodem a standardizací nìkterých jazykù popisu stránky jako napø. HPPCL od firmy Hewllet Packard a Post- Script firmy Adobe v polovinì osmdesátých let. Tyto jazyky byly vytvoøeny pøedevším pro tiskárny, ale v dnešní dobì je napøíklad Postscript pouíván ve všech výstupních zaøízeních slouících k tisku publikací. Zmíníme se o dùvodech, které vedly k zavedení technologie jazykù pro popis stránky. V dnešní dobì jsou veškerá zpracovávaná data v oblasti tisku v digitální formì. Je potøeba si uvìdomit, e koneèný tisk se provádí rastrovým zpùsobem, tj. tisknou se digitální body. Na pøíklad u laserové tiskárny se tiskový bod vytváøí pomocí laserového paprsku na dielektrickém válci jako místní zmìna elektrického náboje. Kdy si pøedstavíme tiskovou stránku A4 (rozmìry 210 x mm) zpracovnou v RIPu, potom pøi rozlišení 3000 dpi je to pøiblinì 800 Mbitù dat na jeden barevný výtaek. To je velký soubor pro zpracování v univerzálním poèítaèi a také pro pøenos do jiného zaøízení. Proto vznikla myšlenka pøedávat do výstupního souboru pouze definièní data (napø. støed krunice a polomìr) a koneèné zpracování stránky (napøíklad zvìtšení, výplò, obrys) pøenechat výstupnímu zaøízení (tiskárna, RIP) zpracováním pøíkazù jazyka pro popis stránky. Tyto pøíkazy jsou pak souèástí výstupního souboru. Tiskárny, osvitové jednotky a další výstupní zaøízení jsou schopny pøijímat informace o objektech na stránce ve vektorovém formátu i rastrovém formátu. Jazyk popisu stránky HPCL byl pùvodnì zaloen na popisu objektù pomocí rastrového formátu, jazyk PostScript na popisu vektorových objektù. Hlavním cílem vývoje jazyka PostScript byl poadavek hardwareové nezávislosti. Oba jazyky jsou však schopny zpracovávat oba datové formáty. Export a import tiskových dat V oblasti DTP dnes existuje mnoho programových produktù, které zpracovávají texty, vektorovou grafiku a rastrové obrazy, pøièem je dùleité, e tyto programy musí být schopny spolupráce, 21
co se týká pøenositelnosti svých výstupních souborù. Jedná se o programy pro sazbu (Corel Ventura, Adobe Pagemaker, QuarkXpress), programy pro vytváøení grafiky (Adobe Illustrator, Corel Draw), programy pro zpracování obrazu (Adobe Photoshop, Corel Photo Paint) a textové editory (Wordperfect, MS Word, PCsuite602Pro, Claris Works). Obvykle chceme pøenášet texty a grafiku z produktù, které je vytváøejí, do programù pro zlom stránek, co jsou vlastnì programy pro sazbu. Potøebujeme, aby tyto produkty vytváøely svoje výstupní soubory ve formátech, kterým navazující programy rozumí. Datová kompatibilita tedy zaruèí úspìšný pøenos dat mezi jednotlivými programy. To se dá zaruèit pomocí standardních formátù datových souborù. Rùznými výrobci bylo vytvoøeno mnoho formátù dat, ale jen nìkteré byly všeobecnì pøijaty uivateli a staly se standardy. V dalším jsou popsány dva typické pøíklady. Formát ASCII (American Standard Code for Information Interchange) se pouívá k ukládání a pøenášení textových informací. Tento formát je v podstatì tabulka kódù, poèínaje kódem 0 a konèe kódem 255, pøidìlených jednotlivým textovým znakùm nebo povelùm pro nìkteré akce tiskárny. V následující tabulce jsou pøíklady nìkterých kódù v poøadí hexadecimální hodnota, dekadická hodnota, symbol, slovní popis. 02H 02 STX zaèátek textu 03H 03 ETX konec textu 0AH 10 LF pøechod na nový øádek 0CH 12 FF nastavení nové stránky 0DH 13 CR návrat na zaèátek øádku 020H 32 SPACE mezera 031H 49 1 znak 1 039H 57 9 znak 9 041H 65 A znak A 05AH 90 Z znak Z Textový soubor ve formátu ASCII je potom posloupností kódù v rozmezí èísel 0 a 255. Tato posloupnost obsahuje kromì kódù tisknutelných znakù také kódy povelù (zaèátek stránky, zaèátek bloku, tabelátory, nový øádek), které se samozøejmì netisknou. Tiskárna, která pøijímá tuto posloupnost znakù identifikuje znaky buï pomocí pevné logiky (jehlièkové tiskárny) nebo programovì a ovládá podle jejich hodnoty svùj tiskový mechanismus. Napøíklad posloupnost znakù (v hexadecimálním kódu) 0C0D0A3031323334352041424344450D0A zpùsobí následující odezvu tiskárny: tiskárna se nastaví na novou stránku následuje nastavení na zaèátek druhého øádku vytisknou se znaky 0,1,2,3,4,5,Space vytisknou se znaky A,B,C,D,E tiskárna se nastaví na zaèátek nového øádku. Všechny uivatelské programy pro zpracování textu pouívají formát ASCII jako doplòkový ke svému vlastnímu formátu. Tak mùe být text vytvoøený libovolným textovým editorem exportován do formátu ASCII, a potom naèten do programu Corel Ventura, který tento formát také podporuje. Pøedností tohoto formátu je jeho jednoduchost. Neobsahuje ádné programové prostøedky pro urèení typu písma a jeho velikosti nebo tloušky. To však na druhé stranì znamená, e pøi pøenosu pomocí formátu ASCII ztrácí text uvedené atributy, pokud mu byly pøiøazeny. Pokud chceme tyto atributy písem pouívat, musíme pouít nìkterý z programù pro sazbu, které mají pro tento úèel vhodné prostøedky. 22